專利名稱：具有中線電流管理的轉(zhuǎn)換開關(guān)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
此處公開和教導(dǎo)的發(fā)明一般涉及雙總線靜態(tài)開關(guān)；且更具體地涉 及用于管理中線電流的三極轉(zhuǎn)換開關(guān)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在自動電功率轉(zhuǎn)換開關(guān)系統(tǒng)中，系統(tǒng)選擇性地手動或者自動地將 兩個獨立電源中的一個連接到負(fù)載。在正常條件下，當(dāng)?shù)谝浑娫纯捎?時，系統(tǒng)連接該第一電源到負(fù)載。如果該第一電源失效，則轉(zhuǎn)換開關(guān) 系統(tǒng)將連接該第二電源到負(fù)載以防止對負(fù)載的供電中斷。
典型地，每個電源包括穩(wěn)固接地的中線以滿足安全碼要求。中線 連接到向負(fù)載提供單一中線連接的公共點。因為中線電流必須完成其 到饋入負(fù)載的電源的路徑，中線電流可以分成兩個部分，每個部分進(jìn) 入到每個電源。該條件生成了可能在分布系統(tǒng)中產(chǎn)生接地環(huán)路的不希 望的接地電流，這可能導(dǎo)致不希望的接地故障斷路器斷開。
申請人發(fā)明了一種用于4線負(fù)載的雙總線靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)的中線電 流管理系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于選擇性地連接負(fù)載到第一電源或第二 電源的轉(zhuǎn)換開關(guān)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括具有選擇性連接到第一電源的輸入 和連接到負(fù)載的輸出的第一開關(guān)。第二開關(guān)包括輸入和連接到負(fù)載的 輸出。當(dāng)?shù)谝浑娫催B接到負(fù)載時，第二電源的中線電流線與負(fù)載隔離。


為了更徹底地理解本發(fā)明及其進(jìn)一步優(yōu)勢，現(xiàn)在參考附圖，附圖是此處公開和教授的本發(fā)明的一個實施例的示意性框圖。
具體實施例方式
一般地，本發(fā)明包含一種電功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，該系統(tǒng)被配置為在第一和第二電源之間轉(zhuǎn)換負(fù)載而無需提供多個電源之間的多個中線電流路徑。例如，根據(jù)本發(fā)明的自動或手動轉(zhuǎn)換開關(guān)系統(tǒng)可以包含連接到負(fù)載的輸出、用于選擇性地連接和/或斷開負(fù)載與第一電源的第一開關(guān)、用于選擇性地連接和/或斷幵負(fù)載與第二電源的第二開關(guān)，其中第二電源的中線與第一電源的中線和/或負(fù)載的中線隔離。 一個優(yōu)選實施例包含變壓器，該變壓器具有連接到第二電源的輸入和連接到第二開關(guān)的輸入的輸出，使得第二電源的中線電流線從負(fù)載和/或第一電源隔離。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向具體實施例的更詳細(xì)的描述，

了用于4線負(fù)載的雙總線三極轉(zhuǎn)換開關(guān)系統(tǒng)，其一般由標(biāo)號100表示。系統(tǒng)100包括雙總線轉(zhuǎn)換開關(guān)102。轉(zhuǎn)換開關(guān)102包含三極靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)，該三極靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)包含具有三對SRC 106的第一開關(guān)104。轉(zhuǎn)換開關(guān)102還包括第二開關(guān)108，該第二開關(guān)108包含三對SCR 110。應(yīng)當(dāng)意識到，盡管開關(guān)104和108描述為SCR型開關(guān)，常用在轉(zhuǎn)換開關(guān)系統(tǒng)中的其他類型的開關(guān)也可以被使用。轉(zhuǎn)換開關(guān)102連接到4線負(fù)載112。
系統(tǒng)100示為選擇性地連接到主電源114和第二或備選電源116。如圖所示，電源114和116是分別具有輸出Al、 Bl、 C1和N1，以及A2、 B2、 C2和N2的三相獨立電源。應(yīng)當(dāng)意識到，輸出Nl和N2是與電源114和116相關(guān)的中線電流線。
轉(zhuǎn)換開關(guān)102通過負(fù)載線AL、 BL、 CL和NL選擇性地將電源114或電源116連接到負(fù)載112。在電源114在線或可用的主要工作中，轉(zhuǎn)換開關(guān)102連接電源114到負(fù)載112。在電源114不可用的輔助工作中，轉(zhuǎn)換開關(guān)連接第二電源116到負(fù)載112。中線電流管理由諸如變壓器118的隔離裝置提供，該隔離裝置連接在第二電源116的輸出和開關(guān)108的輸入之間。隔離裝置118的輸入提供用于第二電源116的連續(xù)中線路徑，且隔離裝置118的輸出提供用于負(fù)載112的連續(xù)中線路徑，
該負(fù)載112從中線路徑第二電源114隔離，由此消除了不希望的接地 電流循環(huán)。應(yīng)當(dāng)意識到變壓器118僅在電源116為負(fù)載112供電時通 電或工作。
在主要工作中，第一電源114通過開關(guān)104和負(fù)載線AL、 BL及 CL為負(fù)載112供電。中線電流沿著NL和N1返回第一電源114，而不 沿著與負(fù)載112和第一電源114隔離的線N2返回第一電源114。
如果電源114失效、變得離線或不可用，轉(zhuǎn)換開關(guān)102將按照設(shè) 計或需要自動或手動通過開關(guān)108和負(fù)載線AL、BL和CL將電源116 連接到負(fù)載112，以防止對負(fù)載112的供電中斷。中線電流沿著NL和 Nl返回到地，而不沿著通過隔離裝置118與負(fù)載112和第一電源114 隔離的線N2返回到地。
隔離裝置118在附圖中示為在電源114為負(fù)載112供電時隔離中 線N2的Y-Y變壓器。變壓器118有效地工作為零相移隔離變壓器且可 以包括例如雙z型配置或三次delta Y-Y配置。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，當(dāng)閱讀本公開說明時，本發(fā)明的其他 備選和修改將變得顯見，且旨在表明此處公開的發(fā)明范圍僅由發(fā)明人 被合法授權(quán)的所附權(quán)利要求的最廣義的解釋限定。
權(quán)利要求
1.一種電功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括第一開關(guān)，包括連接到具有中線電流線的第一電源的輸入和選擇性連接到具有中線電流線的負(fù)載的輸出；第二開關(guān)，包括連接到具有中線電流線的第二電源的輸入，以及選擇性連接到所述負(fù)載的開關(guān)輸出，使得所述負(fù)載的中線電流線與所述第二電源的中線電流線隔離但不與所述第一電源的中線電流線隔離。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第二開關(guān)包括隔離裝置，所述隔離裝置具有連接到所述第二電源的輸入和連接到所述第二開關(guān)的輸入的輸 出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括隔離裝置，其中所述隔離裝置具有 連接到所述第二電源的輸入和連接到所述第二開關(guān)的輸入的輸出。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一和第二開關(guān)均包括三極開關(guān)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述第一和第二開關(guān)均包括三極SCR 開關(guān)。其中，所述負(fù)載是三相負(fù)載。 其中，所述隔離裝置是Y-Y變壓器。 其中，在所述第一電源失效時自動發(fā)生所
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)， 述負(fù)載從第一電源到第二電源的轉(zhuǎn)換。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中， 所述負(fù)載從第一電源到第二電源的轉(zhuǎn)換。在所述第一電源失效之后手動發(fā)生
10. —種電功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括第一開關(guān)，具有連接到第一電源的輸入和連接到負(fù)載的輸出，其中所述負(fù)載具有中線電流線；第二開關(guān)，具有輸入且具有連接到所述負(fù)載的輸出；以及變壓器，具有連接到第二電源的輸入和連接到所述第二開關(guān)的輸入的輸出， 其中所述第二電源包括中線電流線；以及所述變壓器提供用于所述第二電源的連續(xù)中線電流路徑且將所述負(fù)載的中線電流線與所述第二電源隔離。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其中，所述第一和第二開關(guān)包括三極開
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述第一和第二開關(guān)包括三極SCR開關(guān)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的系統(tǒng)，其中，所述負(fù)載是三相負(fù)載。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述變壓器是Y-Y變壓器。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，在所述第一電源失效時自動發(fā)生所述負(fù)載從第一電源到第二電源的轉(zhuǎn)換。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，在所述第一電源失效之后手動發(fā)生所述負(fù)載從第一電源到第二電源的轉(zhuǎn)換。
17. —種用于選擇性地將負(fù)載連接到第一電源或第二電源的轉(zhuǎn)換開關(guān)系統(tǒng)，每個電源具有中線電流線，所述系統(tǒng)包括第一開關(guān)，具有連接到所述第一電源的輸入和連接到所述負(fù)載的輸出；第二開關(guān)，具有輸入和連接到負(fù)載的輸出；以及變壓器，具有連接到所述第二電源的輸入和連接到所述第二開關(guān)的輸入的輸出，以從所述負(fù)載隔離所述第二電源的中線電流線。
18. —種電功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括第一三極SCR開關(guān)，具有連接到第一電源的輸入和連接到三極負(fù)載的輸出，其中所述第一電源和負(fù)載均具有中線電流線；第二三極開關(guān)，具有輸入且具有連接到所述負(fù)載的輸出；Y-Y變壓器，包括連接到具有中線電流線的第二電源的輸入，以及連接到所述第二開關(guān)的輸入的變壓器輸出；以及所述變壓器提供用于所述第二電源的連續(xù)中線路徑且從所述第二電源隔離所述負(fù)載的中線路徑。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，在所述第一電源失效時自動發(fā)生 所述負(fù)載從第一電源到第二電源的轉(zhuǎn)換。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，在所述第一電源失效之后手動發(fā) 生所述負(fù)載從第一電源到第二電源的轉(zhuǎn)換。
21. —種用于在電源間轉(zhuǎn)換負(fù)載的方法，包括 提供第一和第二電源，每個電源包括中線電流線； 提供具有中線電流線的負(fù)載；在所述負(fù)載和所述第一電源之間插入第一開關(guān)以用于選擇性地供給功率到 所述負(fù)載，使得在所述第一電源和負(fù)載之間建立中線電流路徑；在所述負(fù)載和所述第二電源之間插入第二開關(guān)，使得所述第二電源的中線 電流線從所述負(fù)載的中線電流線隔離。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括在所述第二開關(guān)和所述第二電源 之間插入隔離裝置，以提供用于所述第二電源的連續(xù)中線路徑，且從所述第二 電源隔離所述負(fù)載的中線電流路徑。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，還包括在所述第一電源失效時自動將所 述負(fù)載從所述第一電源轉(zhuǎn)換到所述第二電源。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述隔離裝置是Y-Y變壓器，所述負(fù)載是三相負(fù)載，且所述第一和第二電源均是三相電源,
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于選擇性地連接負(fù)載到第一電源或第二電源的電功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括具有選擇性連接到第一電源的輸入和連接到負(fù)載的輸出的第一開關(guān)。第二開關(guān)包括輸入和連接到負(fù)載的輸出。隔離裝置具有連接到所述第二電源的輸入和連接到所述第二開關(guān)的輸入的輸出，以從所述第二電源隔離負(fù)載的中線電流路徑。
文檔編號H02J9/06GK101689770SQ200880013434
公開日2010年3月31日 申請日期2008年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月27日
發(fā)明者威廉·A·巴庫斯, 彼得·A·潘菲爾, 杰弗里·M·鮑威爾, 理查德·T·考迪爾, 蘇拉特卡爾·P·謝諾伊, 詹姆斯·K·馬丁 申請人:力博特公司